Yannick Mellier Astrophysicien Traqueur de l’invisible Lorsqu’il a pointé sa première lunette astronomique vers le ciel, Yannick Mellier, chercheur à l’Institut d’astrophysique de Paris (IAP) 1, avait dix ans. « L’instant où l’on observe Saturne pour la première fois dans une lunette astronomique est magique : on ressent une émotion si profonde que cela peut devenir une sorte de rupture. » C’était en 1968. Quelque quarante ans plus tard, sa fascination pour le ciel reste intacte mais la lunette astronomique a été troquée contre les puissants télescopes de Hawaii ou du Chili. Et ce ne sont plus les astres visibles qui l’intéressent, mais les structures de l’Univers qui ne se voient pas, qui s’obstinent à demeurer invisibles. L’œil pétillant d’enthousiasme et de fierté pour le travail réalisé, le lauréat 2009 de la médaille d’argent du CNRS revient sur les grands moments de son parcours scientifique. Son goût pour les choses du ciel le pousse naturellement vers des études de physique, puis vers un DEA d’astrophysique. Il consacre sa thèse, réalisée à l’observatoire de Toulouse, à la structure des amas de galaxies. Puis départ pour un postdoctorat à Durham, en Angleterre, avant de s’installer pour un an à Hawaii. C’est là qu’il découvre l’instrument auquel il doit une grande partie de ses découvertes : le télescope Canada-France-Hawaii. « Ce télescope est loin d’être parmi les plus grands du monde : il n’a que 4 mètres de diamètre, explique-til. En revanche, son impact scientifique a été si considérable au cours des dernières années qu’il est parmi les plus prestigieux. » Suite à son séjour à Hawaii, Yannick Mellier obtient un poste à Toulouse puis, après quelques années de recherche extrêmement fructueuses, il décide en 1995 de passer à un nouveau cap de sa carrière en intégrant l’IAP. Avec lui, l’Univers semble fait d’illusions d’optique, de trompe-l’œil et de mirages qui trahissent la présence d’une matière invisible. En effet, depuis 1995, l’astronome a entrepris des recherches vertigineuses qui pourraient représenter un tournant dans la cosmologie. Il s’intéresse au cisaillement gravitationnel : les images distordues de galaxies très lointaines peuvent renseigner sur les concentrations de matière qui se trouvent entre elles et l’observateur. Pour bien comprendre, il faut revenir sur l’une des conséquences de la relativité d’Einstein : la masse des objets célestes dévie la lumière. Ainsi, lorsqu’un corps massif (trou noir, galaxie…) se trouve entre l’observateur et un objet lumineux, ce dernier peut apparaître déformé et démultiplié. Ce sont les effets de cisaillement et de lentille gravitationnels. Il se peut même que l’image d’un objet soit si bouleversée qu’il prenne la forme d’un anneau, appelé anneau d’Einstein. C’est en 1987, lors de son doctorat, aux côtés de Bernard Fort et de Geneviève Soucail, que le jeune homme découvre pour la première fois ce phénomène. « L’instant où l’on observe Saturne pour la première fois est magique. » Le cisaillement gravitationnel est la seule façon de percevoir la matière noire, une forme de matière dont la nature demeure encore un mystère mais qui est cinq fois plus abondante que la matière normale qui nous constitue. Attention : cette cartographie de l’invisible est très difficile à mettre en œuvre. « Elle est à la limite même de la technologie actuelle car la distorsion de la lumière que l’on cherche à mesurer est extrêmement faible », indique l’astronome. Pour mener à bien cette tâche, les chercheurs utilisent une merveille technologique, une caméra RENCONTREAVEC 31 géante appelée MegaCam, placée au foyer du télescope Canada-France-Hawaii. La quantité de données produites par l’instrument est si abondante qu’il a fallu créer un centre de traitement de données, appelé Terapix, qui lui est dédié. Construit à l’IAP, Terapix est dirigé par Yannick Mellier lui-même. D’énormes moyens, en somme, à la mesure de l’enjeu : retracer les étapes qui ont fait de l’Univers ce qu’il est aujourd’hui. « En comparant la distribution de la matière dans l’Univers, nous pouvons mettre à l’épreuve les différents modèles cosmologiques et dire lesquels correspondent à nos observations », précise-t-il. Et c’est ainsi que nous en saurons plus sur nos origines. « La recherche, admet Yannick Mellier, me prend pratiquement tout mon temps. » Lorsque, néanmoins, il réussit à s’offrir quelques heures pour lui, il en profite pour assouvir sa passion pour la littérature, l’histoire et la philosophie des sciences, ou la sculpture. Mais, au fait, qu’est donc devenue la lunette astronomique de ses premières observations ? « Je ne suis pas vraiment astronome amateur, alors je l’ai donnée à une école. » Difficile de revenir aux petites lunettes lorsqu’on s’est habitué aux plus beaux observatoires du monde ! Sebastián Escalón ➔ Retrouvez les « Talents » du CNRS sur www.cnrs.fr/fr/recherche/prix.htm 1. Unité CNRS/Université Paris-VI. CONTACT ➔ Yannick Mellier Institut d’astrophysique de Paris mellier@iap.fr Le journal du CNRS n°242 mars 2010 © J. Mouette/CNRS Photothèque